輪式鑿巖臺車駐車制動系統的改進

張 鎮，張鳳生

（遼寧 沈陽 110001）

1 試制中駐車系統出現的問題及對駐車系統的一般要求

輪式鑿巖臺車一般由底盤車架、平動鉆臂及推進器三大部分組成。底盤車架部分實現臺車行走轉場，并在鉆孔作業時為整機提供穩定支撐。此外，臺車必須具有可靠的行車制動及駐車制動能力。

現有一臺自重21t采用手動駐車制動器的輪式鑿巖臺車，在試制過程中發現在坡道上不能實現可靠駐車，當臺車處于10°左右的坡道上產生溜車現象。參考國內外同類及類似產品，一般要求駐車制動系統應滿足：在14°坡道上穩定駐車。

2 駐車能力不足的理論分析及計算

已知輪式臺車的整機質量G為21T，輪胎滾動半徑R為585mm,驅動橋減速比i為20.26，停車制動器位于變速箱前法蘭上，手動式駐車制動。

要求在坡度為α=14°的坡道上穩定駐車，整機的受力如圖所示。

圖1 坡道上臺車受力圖

坡道上停車時，車輪所需的制動力矩為

式中G整機滿載時重，N；

α坡道角度，（°）；

G·sinα下滑力，N；

f滾動摩擦系數，取f=0.03；

f·G·cosα滾動阻力，N ；

R輪胎滾動半徑，m。

變速箱上制動力矩為

初始設計采用手動軟軸控制制動器，無法提供足夠的拉力，所以無法滿足制動要求。

3 提高駐車能力的改進方案及具體實現手段

需要如此大的制動力，人力手動軟軸無法滿足要求，需采用動力制動系統來實現，實現方式有兩種，具體方式如下。

3.1 斷氣剎式駐車制動系統原理及優缺點

斷氣剎式駐車制動系統組成如下，工作原理為：安裝于發動機上的空壓機提供壓縮空氣，壓縮空氣經油水分離組合閥后進入儲氣筒。

當發動機啟動后，駕駛員操作手控制動閥時，壓縮空氣進入駐車制動室，推動制動室內活塞移動抵消彈簧壓力，此時駐車制動器解除制動。

斷氣剎式制動系統，其主要優點是操縱輕便、工作可靠、不易出現故障、維修保養方便[2]。此外，因為制動氣室為彈簧力制動，壓縮空氣松閘，駐車更為安全可靠。主要缺點是增加空氣壓縮機、儲氣筒、駐車制動室、手控操縱閥等裝置，使結構復雜、笨重、成本高，管路中壓力的建立及移除都較慢。此外，針對臺車而言，增加斷氣剎系統稍顯復雜、空間有限。

圖2 斷氣剎駐車制動系統圖

3.2 鉗盤式液壓制動系統原理及優缺點

鉗盤式液壓制動系統原理如圖2所示，系統由制動盤、駐車制動器、壓力開關、電磁閥、沖液閥、優先閥、安全閥、齒輪泵及控制繼電器、按鈕開關等部分組成。制動鉗盤為彈簧制動，液壓松閘。當發動機啟動后，位于駕駛室儀表盤上的駐車制動指示燈亮。按下開關，則電磁閥得電，壓力油進入駐車制動器，在壓力油作用下解除駐車制動，并且駐車指示燈熄滅。

鉗盤式液壓駐車制動系統，相對于斷氣剎駐車系統，系統更加簡單，只需要在原行車制動系統上增加制動盤、制動器、壓力開關等零部件即可，改動較小，與原系統集成性更好；安全性、可靠性更高，位于駕駛室內的指示燈，直觀可靠的顯示當前駐車制動器狀態，避免駐車制動尚未解除，而進行行車操作；與斷氣剎系統對比，總成本增加幅度小；此外，整個系統采用電氣開關控制，有利于減輕勞動強度。

圖3 液壓制動系統原理圖

4 結論

（1）大噸位鑿巖臺車，應核算駐車制動所需力矩，采用手動式制動器很可能無法安全駐車。

（2）與斷氣剎駐車系統比較，鉗盤式液壓駐車制動系統更為優秀，更適合應用于鑿巖臺車。